ตั้งแต่ปี 1960 ถึง 1974 ธอร์นตันเป็นโค้ชที่วิทยาลัยฟุตฮิลล์ซึ่งทีมของเขากลายเป็นหนึ่งใน โปรแกรมว่ายน้ำ ของวิทยาลัยจูเนียร์ ที่มีคะแนนสูงที่สุด ในสหรัฐอเมริกา เขาได้รับทีมที่มีศักยภาพสูง โดยในฤดูกาลปี 1962 ธอร์นตันมีสมาชิกในทีม 8 คนที่ได้รับเกียรติเป็นออลอเมริกันในลีกโรงเรียนเตรียมอุดมศึกษา และอีก 2 คนที่เคยอยู่ในทีมออลอเมริกันของวิทยาลัยจูเนียร์ในฤดูกาลปี 1961 ^{[ 7 ]} ที่ฟุตฮิลล์ เขาพาทีมของเขาคว้าแชมป์ว่ายน้ำระดับชาติ 8 รายการ และแชมป์ โปโลน้ำ ระดับวิทยาลัยจูเนียร์ของรัฐ 5 รายการ^{[ 8 ]}

ในปี พ.ศ. 2503 เขาได้ก่อตั้ง Foothill Aquatic Club ซึ่งเขาเป็นโค้ชจนถึงปี พ.ศ. 2517 เมื่อสโมสรเปลี่ยนชื่อเป็น Los Altos Mountain View Aquatic Club ภายในปี พ.ศ. 2503 Thornton ได้สร้างนักว่ายน้ำระดับแชมป์แห่งชาติและโอลิมปิก เขาออกจาก Foothill Aquatic Club ในปี พ.ศ. 2517 เพื่อช่วยเป็นโค้ชให้กับ Concord Swim Club ของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซึ่งก่อนหน้านี้มี Pete Cutino เป็นโค้ช^{[ 9 ] [ 6 ]}

นักว่ายน้ำที่โดดเด่นซึ่งได้รับการฝึกสอนโดยธอร์นตันก่อนที่เขาจะเริ่มงานที่เบิร์กลีย์ ได้แก่สตีฟ คลาร์ก นักกีฬาโอลิมปิกปี 1960 และ 1964 เจ้าของสถิติฟรีสไตล์ 100 เมตรแกรี่ อิลแมนผู้ได้รับเหรียญโอลิมปิกปี 1964 ในประเภทฟรีสไตล์ 100 เมตร ซึ่งว่ายน้ำให้กับวิทยาลัยจูเนียร์ฟุตฮิลล์ และราล์ฟ ฮัตตัน ชาวแคนาดา ผู้เข้าชิงโอลิมปิก 3 ครั้ง ธอร์นตันยังฝึกฝนแชมป์ยุโรปจากสวีเดน ปีเตอร์ ฟีล และอิงมาร์ เอริคสัน นักว่ายน้ำชาวออสเตรเลียและผู้ได้รับเหรียญทองโอลิมปิก 3 เหรียญในปี 1972 เชน กูลด์ฝึกซ้อมที่สโมสรว่ายน้ำฟุตฮิลล์ในช่วงมัธยมปลาย^{[ 6 ]}

ธอร์นตันดำรงตำแหน่งหัวหน้าโค้ชทีมว่ายน้ำและกระโดดน้ำชายของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ในปี 1974 และดำรงตำแหน่งเป็นเวลา 33 ฤดูกาล ก่อนจะเกษียณและดำรงตำแหน่งหัวหน้าโค้ชกิตติมศักดิ์ในปี 2007 ซึ่งทำให้เขากลายเป็นโค้ชที่ดำรงตำแหน่งยาวนานที่สุดของมหาวิทยาลัย ในช่วงแรกๆ ที่เขาอยู่กับเบิร์กลีย์ เขาได้ช่วยทีมโปโลน้ำและสโมสรว่ายน้ำคอนคอร์ด ซึ่งมีพีท คูติโนโค้ช ของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเป็นผู้ดูแล ^{[ 6 ] [ 5 ] [ 8 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

สถิติของทีมเบิร์กลีย์ในการแข่งขันแบบตัวต่อตัวในช่วงที่เขาดำรงตำแหน่งคือ 231-85 พวกเขาชนะการแข่งขันชิงแชมป์ NCAAในปี 1979 และ 1980 และติดอันดับท็อป 10 ในการสำรวจความคิดเห็นระดับชาติถึง 28 ฤดูกาล^{[ 5 ] [ 10 ] [ 11 ]}ในช่วงที่เขาดำรงตำแหน่ง สมาชิกของทีมชนะการแข่งขันชิงแชมป์ NCAA ประเภทบุคคลและประเภทผลัด 48 รายการ และการแข่งขันชิงแชมป์Pac-10ประเภทบุคคล ประเภทผลัด และประเภทกระโดดน้ำ 108 รายการ ^{[ 10 ] [ 11 ]}นักว่ายน้ำของเขา 48 คนเข้าร่วมการแข่งขันโอลิมปิก โดยได้รับเหรียญทอง 14 เหรียญ เหรียญเงิน 10 เหรียญ และเหรียญทองแดง 5 เหรียญ^{[ 11 ] [ 12 ]}อีกสองคนได้รับเหรียญทอง 1 เหรียญและเหรียญเงิน 1 เหรียญหลังจากที่เขาเกษียณ^{[ 11 ]}เหรียญโอลิมปิกเหรียญเดียวที่นักว่ายน้ำจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์เคยได้รับก่อนหน้านี้คือเหรียญเงินของลูดี แลงเกอร์ ใน โอลิมปิกปี 1920 ธอร์นตันเป็นผู้บุกเบิกการคัดเลือกนักกีฬาต่างชาติ และยังเป็นที่รู้จักในด้านการนำเทคโนโลยีและวิธีการใหม่ๆ มาใช้ เขามีส่วนร่วมในการคัดเลือกเดฟ เดอร์เดนมาเป็นโค้ชว่ายน้ำของ Cal ซึ่งจะสานต่อมรดกของเขาต่อไปตั้งแต่ปี 2007 ^{[ 13 ]}

นักกีฬาโอลิมปิกที่โดดเด่นซึ่งได้รับการฝึกสอนโดยธอร์นตัน ได้แก่ปีเตอร์ รอกกา สมาชิกทีมชาติสหรัฐฯ และนักว่ายน้ำฟรีสไตล์ทีมชาติสวีเดนอย่าง เบงต์ บารอน , เพลเล โฮล์ม เมิร์ตซ์ , พาร์ อาร์วิดสัน และโทมัส เลจด์สตรอม รวมถึง โจเอล โทมั ส นักว่ายน้ำฟรีสไตล์และเจ้าของเหรียญทองโอลิมปิกปี 1992 เขา ยัง ฝึกสอน เกรแฮม สมิธนักกีฬาโอลิมปิกชาวแคนาดา อีกด้วย ^{[ 1 ]} ธอร์นตันฝึกสอน จอห์น ไมคคาเนน เจ้าของ เหรียญเงินว่ายน้ำฟรีสไตล์ 400 เมตร ลอสแอนเจลิส ปี 1984 ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ เมื่อไม่นานมานี้ เขาได้ร่วมงานกับแพทริก โอนีล ผู้ชนะเลิศการแข่งขันว่ายน้ำผีเสื้อ 200 หลา ในการแข่งขันชิงแชมป์ NCAA ปี 2007 นอกจากนี้ เขายังฝึกสอนแมตต์ บิออนดี เจ้าของสถิติโลก ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย และแอนโทนี เออร์วินผู้ชนะเลิศเหรียญทองว่ายน้ำฟรีสไตล์ 50 เมตร ในโอลิมปิกซิดนีย์ ปี 2000 อีกด้วย ธอร์นตันเป็นโค้ชให้กับฌอน คิลเลียนที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ซึ่งเป็นผู้เข้าร่วมการแข่งขันว่ายน้ำฟรีสไตล์ 400 เมตรและ 1500 เมตรในโอลิมปิกบาร์เซโลนาปี 1992 และเป็นเจ้าของสถิติอเมริกันในว่ายน้ำฟรีสไตล์ 800 เมตร^{[ 14 ] [ 8 ]} เขาเป็นโค้ชให้กับดูเย ดรากันยาผู้ได้รับเหรียญเงินในว่ายน้ำฟรีสไตล์ 50 เมตรในโอลิมปิกเอเธนส์ปี 2004 ^{[ 11 ]}

ในการแข่งขันระดับนานาชาติ ธอร์นตันเป็นโค้ชทีมว่ายน้ำของสหรัฐอเมริกาในการแข่งขันว่ายน้ำประสานท่าชิงแชมป์โลก FINA ปี 1979และการแข่งขันกีฬามหาวิทยาลัยโลก ปี 1981 ^{[ 11 ]}เขาเป็นโค้ชให้กับทีมสหรัฐอเมริกาในการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกฤดูร้อนปี 1992 ^{[ 8 ]}และเป็นผู้ช่วยโค้ชในการแข่งขันกีฬาแพนอเมริกันปี 1983การแข่งขันชิงแชมป์โลก FINA ปี 1986การแข่งขันชิงแชมป์แพนแปซิฟิกปี 1991และการแข่งขันชิงแชมป์โลก FINA ปี 1998 [ ^{11 ] เขา}ดำรงตำแหน่งประธานสมาคมโค้ชว่ายน้ำแห่งอเมริกาและอยู่ในคณะกรรมการบริหาร และเป็นสมาชิกของคณะกรรมการกฎของNCAA ^{[ 11 ]}